• 한국토양비료학회지
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• 제47권6호
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• pp.486-490
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• 2014

This study was conducted to investigate the effect of carbonized biomass from crop residues on soil carbon storage during soybean cultivation. The carbonized biomass was made by field scale mobile pyrolyzer. The treatments consisted of control without input and three levels of carbonized biomass inputs as $59.5kg10a^{-1}$, C-1 ; $119kg10a^{-1}$, C-2 ; $238kg10a^{-1}$, C-3. Soil samples were collected during the 113 days of experimental periods, and analyzed soil pH and moisture contents. Soil carbon contents and soybean yield were measured at harvesting period. For the experimental results, soil pH ranged from 6.8 to 7.5, and then increased with increasing carbonized material input. Soil moisture contents were slightly higher by 0.1~1.5% than the control, but consistent pattern was not observed among the treatments. Soil carbon and organic carbon contents in the treatments increased at 24 and 15% relative to the control at 15 days after sowing, respectively. Loss rate of SOC (soil organic carbon) relative to its initial content was 7.2% in control followed by C-1, 6.8%> C-2, 3.5%>C-3, 1.1% during the experimental periods. The SOC change rate decreased with increasing carbonized biomass rate. It was appeared that soybean yields were $476.9kg10a^{-1}$ in the control, and ranged from 453.6 to $527.3kg10a^{-1}$ in the treatments. However, significant difference was not found among the treatments. It might be considered that the experimental results will be applied to soil carbon sequestration for future study.

• 환경영향평가
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• 제24권1호
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• pp.1-15
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• 2015

농업생태계에 대한 기후변화의 영향을 경감시키기 위해 토양탄소격리를 증대시키기 위한 영농관리기법 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 토양유기탄소에 대한 비종(화학비료와 퇴비), 작부체계, 작물잔사관리의 영향을 조사하였다. 화학비료와 퇴비 시험포를 조성하여 자연 강우 조건에서 옥수수-보리를 2년동안 재배하고 토양내 SOC의 분석을 위해 토양샘플링을 실시하였다. 영농관리에 따른 SOC의 장기변화 패턴을 추정하기 위해 DNDC모형을 1981년부터 2010년까지 기상자료와 실험자료 기반 매개변수로 모의하였다. DNDC 모의에 의하면 화학비료 처리구에서는 작물잔사 환원이 없으면 SOC가 감소하는 것으로 나타났다. 반면 퇴비 처리구에서는 같은 조건에서 SOC가 증가하였고, SOC의 증가는 퇴비의 시비율에 비례하였다. 또한 SOC는 투입된 퇴비량의 증가로 인해 옥수수 단작보다 옥수수-보리 작부체계에서 더 증가하였다. 비종에 관계없이 작물잔사의 토양환원은 SOC 증가를 가져왔지만, 퇴비시용의 경우 잔사환원 효과는 작은 것으로 나타났다.

• 한국환경농학회지
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• 제32권4호
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• pp.260-267
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• 2013

본 연구는 고추재배시험 기간 동안 축분퇴비의 시용량과 비닐멀칭 유무에 따른 토양 유기탄소의 함량 변화와 토양 탄소의 안정화 정도를 조사하기 위해 실시되어졌다. 고추재배기간 동안 퇴비의 시용과 비닐멀칭 처리에 따라 토양 내 유기탄소 함량의 유의한 증가는 발견되어지지 않았다. 또한 퇴비시용과 비닐멀칭 처리에 의한 토양의 물리적 특성 변화는 관찰되지 않았다. 이러한 결과는 본 연구의 짧은 조사기간과 관련이 있는 것으로 판단된다. 그러나 퇴비의 시용에 의해 쉽게 분해 가능한 형태인 열수추출 가능한 탄소의 함량은 유의하게 감소하는 결과를 나타내었다. 추천량인 20 Mg/ha의 퇴비를 시용하였을 때 지하부의 바이오매스 함량이 최대를 나타내었다. 이상의 결과를 미루어 볼 때 장기적으로 추천량의 퇴비를 지속적으로 시용한다면 토양 유기탄소의 함량 증대와 안정화 정도를 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 미생물학회지
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• 제52권3호
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• pp.365-374
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• 2016

고위도에서의 온도 상승은 $0.6^{\circ}C$/10 년으로, 이는 토양 유기 탄소에 대한 미생물의 분해 활성 증가를 유도한다. 게다가, 분해된 토양 유기 탄소는 이산화탄소 또는 메탄 같은 온실가스로 전환, 방출되어 기후 변화를 가속화시킨다. 따라서, 토양 유기 탄소 분해와 관련된 미생물의 다양성 및 기능 이해를 위한 토양 해동 모델 연구가 필요하다. 이러한 연구를 위하여 Alaska Council의 두 깊이의 토양(SPF와 PF라 각각 명명한 30-40와 50-60 cm 깊이의 토양)을 $0^{\circ}C$에서 108일 동안 배양하였다. 환경 모사 실험 동안 pyrosequencing을 수행하였고, metagenome을 분석하여 총 111,804개의 미생물 sequence를 얻었다. 이 중, 574-1,128개의 세균 operational taxonomic unit (OTU)과 30-57개의 고세균 OTU를 확인하였다. 토양 배양에 따라 두 토양 모두에서 Crenarchaeota phyla의 상대적 분포가 증가하였으며, Actinobacteria와 Firmicutes phyla의 분포가 SPF와 PF에서 각각 크게 증가하였다. 추출한 토양 유기 탄소에 대한 무게 측정 및 gel permeation chromatography를 통해, 환경 모사 실험이 진행되는 동안 토양 유기 탄소의 주요 구성 성분인 부식산(humic acids)이 중합화(humification)되는 것을 확인하였다. 결론적으로, 냉대 툰드라 동토의 해동은 Crenarchaeota, Actinobacteria 및 Firmicutes phyla의 증가를 야기시키며, 미생물에 의한 토양 유기 탄소 분해 및 이용을 야기시키는 것으로 예측된다.

• 대한공간정보학회지
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• 제18권3호
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• pp.29-35
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• 2010

토양유기탄소는 산림의 형성에 도움을 주며, 대기 중의 이산화탄소양을 조절함으로써 지구 온난화에 영향을 미치는 중요한 인자 중 하나이다. 토양에 존재하는 인자의 분포를 정확히 파악하려면 모든 지역에 대해 샘플링을 수행 해야하나 이는 매우 비현실적인 방법이다. 따라서 알맞은 모델을 제작하여 토양유기탄소의 분포를 추정할 수 있다면 그 활용도가 높을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 의사결정나무 알고리즘을 이용해 경사 데이터, 경사향 데이터, Digital Elevation Model (DEM), 식생의 형태 데이터로부터 토양유기탄소를 상대적으로 다량 함유하고 있는 환경 인자를 파악할 수 있는 모델을 제작했으며, 정확도 검증은 10 집단 교차 검정을 통해 수행하였다. 이를 위하여 See 5와 Weka 소프트웨어를 이용하였다. See5 소프트웨어의 경우, 토양유기탄소 표층에 대해 식생의 형태에 의해 토양유기탄소량이 결정되는 것으로 나타났으며, 중간층에 대해서는 DEM에 의해 토양유기탄소량이 달라진다는 결론이 도출됐다. 생성된 모델의 정확도는 표층에 대해 70.8%, 중간층에 대해 64.7%인 것으로 나타났다. Weka 소프트웨어의 경우, 토양유기탄소 샘플의 표층에 대해 See5와 동일한 결과가 도출되었지만, 중간층에 대해서는 DEM이나 식생의 형태뿐만 아니라 경사향도 영향을 미친다는 결론이 도출되었다. 생성된 모델의 정확도는 표층에 대해 68.98%, 중간층에 대해 60.65%인 것으로 나타났다. 본 연구는 토양유기탄소량의 파악 및 토양유기탄소 지도 제작에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국작물학회지
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• 제68권2호
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• pp.90-96
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• 2023

본 연구는 볏짚퇴비의 사용량(7.5, 15, 22.5, 30 ton ha^-1)이 토양 화학성 및 유기탄소 축적에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 연구결과 NPKC7.5 처리구에서 SOC와 SOC stock이 각각 15.3 g kg^-1, 57.8 Mg C ha^-1으로 NPKC22.5와 NPKC30 처리구보다 낮았으며, 볏짚퇴비 사용량이 가장 많았던 NPKC30 처리구는 SOC가 22.8 g kg^-1, SOC stock이 71.2 Mg C ha^-1로 NPKC 22.5처리구와 유의한 차이를 보이지 않았으나 처리구 중 높은 경향을 보여 퇴비 사용량이 많을수록 SOC의 축적이 많아진다는 것을 알 수 있었다. 그러나 교환성 칼륨과 칼슘이 퇴비 사용량이 늘어날수록 높아져 NPKC22.5와 NPKC30 처리구는 적정범위를 초과하였다. 과도한 유기물원 투입은 토양유기탄소 축적을 증가시키더라도 작물에 흡수되지 못한 양분이 수계로 유출되어 수질을 오염시키거나 토양에 축적되어 토양 환경에 악영향을 미칠 수 있으므로 지속적으로 볏짚퇴비를 투입하기 위해서는 토양, 수질 등 농업 환경을 고려하여 표준사용량을 사용하는 것이 적절할 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회지
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• 제22권11호
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• pp.1509-1517
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• 2013

So far, most studies associated with soil carbon sequestration have been focused on long term aspect. However, information regarding soil carbon sequestration in short term aspect is limited. This study was conducted to determine changes of soil organic carbon content and stability of carbon in response to compost application rate and tillage management during rice growing season(150 days) in short term aspect. Under pot experiment condition, compost was mixed with an arable soil at rates corresponding to 0, 6, 12, and 24 Mg/ha. To determine effect of tillage on soil carbon sequestration, till and no-till treatments were set up in soils amended with application rate of 12 Mg/ha. Compost application and tillage management did not significantly affect soil organic carbon(SOC) content in soil at harvest time. Bulk density of soil was not changed significantly with compost application and tillage management. These might result from short duration of experiment. While hot water extractable organic carbon(HWEOC) content decreased with compost application, humic substances(HS) increased. Below ground biomass of rice increased with application of compost and till operation. From the above results, continuos application of compost and reduce tillage might improve increase in soil organic carbon content and stability of carbon in long term aspect.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제32권1호
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• pp.27-31
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• 2009

Organic carbon (OC) distribution in 32-year-old pitch pine plantation at Mt. Hotae in Kongju, Korea, was studied from August 2007 to July 2008. In order to investigate the OC distribution, OC in plant biomass, litterfall, litter layer on forest floor, and soil within 50cm depth were estimated. The density of P. rigida plantation was 3,200 trees/ha, average DBH was $18.7{\pm}5.53cm$ and average tree height was $11.1{\pm}1.85m$. Organic carbon stored in plant biomass, litterlayer on forest floor and soil in 2008 was 89.46 ton C/ha (46.09%), 4.32 ton C/ha (2.23%) and 100.32 ton C $ha^{-1}$ 50cm-$depth^{-1}$ (51.68%), respectively. Amount of OC returned to forest floor via litterfall was 2.21 ton C $ha^{-1}\;yr^{-1}$. Total amount of OC stored in this P. rigida plantation was 194.1 ton C/ha. Net increase of OC in above- and below-ground biomass in this pitch pine plantation was 4.82 ton C $ha^{-1}\;yr^{-1}$.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권1호
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• pp.36-42
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• 2007

지구온난화, 기후변화 및 온실가스 배출 및 저감기술에 관한 많은 연구가 수행되고 있으나, 토양 내 유기탄소의 축적을 통한 온실가스 배출억제에 대한 연구는 매우 미진하며, 특별히 우리나라 농경지의 주요 이용형태인 논토양에 대해서는 유기탄소의 축적량 산정을 포함한 변동 등에 대한 연구가 매우 미흡하다. 본 연구에서는 도서를 제외한 우리나라 전국적인 논 토양 유기탄소의 연차별 모니터링을 통하여 토양에서 유기탄소의 연차간 변동을 평가하였으며 토양의 생성학적, 물리적 특성에 따라 토양유기탄소의 변화에 대한 해석을 시도하였다. 연구결과, 토양 생성분류학적으로 우리나라의 주된 논토양인 Inceptisol 에서 토양유기탄소량이 1999년에 비하여 2003년에 증가하는 경향이었던 것으로 나타났으며, 논의 이용형태별로는 염해답이나 미숙답에서 보다 보통답, 사질답, 배수불량답에서 토양유기탄소가 증가하는 것으로 나타났다. 표토의 토성별로 양토에서 보다 미사 식양토 및 미사양토에서 유기탄소의 증가가 높게 나타났다. 지형적으로는 곡간지에서 보다 평탄지에서 토양유기탄소의 증가율이 높게 나타났다. 결론적으로, 본 연구의 결과를 통하여, 1999년 이후 논토양에서 토양유기탄소의 양이 증가하는 경향을 나타내고 있으며 ($+0.11g\;kg^{-1}yr^{-1}$) 이는 대기중의 이산화탄소를, 논 토양의 유기탄소 축적기능을 통해, 토양 중에 저장함으로써 논토양이 온실가스 흡수원으로서의 역할을 하는 것으로 해석할 수 있다.

• 유기물자원화
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• 제23권3호
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• pp.85-92
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• 2015

기후변화 문제와 관련하여 탄소 격리와 토양 유기물의 중요성에 대한 관심이 증가하고 있다. 토양 탄소 격리를 산정하기 위해서는 물 추출 토양 유기탄소(WESOC)와 토양 호흡에 의해 이산화탄소로 배출되는 탄소량과 같은 토양 유기탄소를 분석하는 것이 중요하다. 이러한 성분의 분석에는 시간이 많이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 분석시간이 짧게 소요되는 중적외선분광분석법으로 물 추출 유기탄소와 토양 호흡에 의한 이산화탄소량을 분석할 수 있는 가능성을 알아보았다. 토양을 $100^{\circ}C$와 $350^{\circ}C$ 건조오븐에서 처리하고 중적외선분광계로 분석하여 WESOC와 30일, 60일, 90일, 120일 간 토양호흡에 의해 발생하는 이산화탄소량과의 상관을 분석하였다. 물 추출 토양 유기탄소에 대한 예측 모델에서는 표준 일반 변수화(SNV) 전처리를 통해 0.6937의 결정 계수를 보였고 30일간의 토양 호흡 발생 이산화탄소 예측 모델에서는 $350^{\circ}C$ 건조 토양에 대해 1차 도함수 전처리를 통해 0.8933의 결정 계수를 보여 중적외선분광분석법을 사용하여 토양 중 유기탄소의 분획별 정량에 사용할 수 있는 가능성을 보였다.